تولید چسب زیست‌تخریب‌پذیر با الهام‌گیری از صدف دریایی

پژوهشگران موفق شدند با ترکیب مواد شیمیایی موجود در صدف‌های دریایی و نوعی پلیمر زیستی، یک چسب زیست‌تخریب‌پذیر جدید تولید کنند.

کد خبر: ۵۷۸۳۳۵

شنبه - ۰۲ بهمن ۱۳۹۵ / January 21, 2017

اخبار دانشگاهی را از «کانال اخبار دانشگاهی SNN.ir» دنبال کنید

به گزارش خبرنگار دانشگاه خبرگزاری دانشجو، پژوهشگران موفق شدند با ترکیب مواد شیمیایی موجود در صدف‌های دریایی و نوعی پلیمر زیستی یک چسب زیست‌تخریب‌پذیر جدید تولید کنند.

در حال حاضر در کشوری مانند ایالات متحده سالیانه حدود 9 میلیارد کیلوگرم چسب تولید می‌شود که نزدیک به 4 میلیارد کیلوگرم آن حاوی فرمالدهید است که ماده‌ای سرطان‌زا به حساب می‌آید. اثرات مضر این چسب‌های مصنوعی بر سلامتی انسان و محیط زیست از مرز نگرانی عبور کرده است. بنابراین توسعه چسب‌های تجدیدپذیر و غیرسمی همراه با قابلیت جداسازی، برای کاهش مواجهه ما با آلاینده‌ها کاملاً ضروری است.

زمانی که این سوال مطرح می‌شود که چگونه چسب‌هایی برای آینده طراحی کنیم، زیست‌شناسی دریا چندین ایده ارائه می‌دهد. صدف‌ها به وسیله پروتئین‌هایی که حاوی 3و4-دی هیدروکسی فنیل آلانین (DOPA) برای اتصال عرضی و چسبندگی هستند، اتصالات محکمی را با صخره‌ها برقرار می‌کنند. به علاوه، در جستجوی موادی جهت جایگزینی با پلاستیک‌های مبتنی بر نفت، پلیمرهای تجزیه‌پذیری مانند پلی‌لاکتیک اسید (PLA)، توجه زیادی را به خود معطوف ساخته‌اند.

ایده اولیه تولید این چسب جدید از این فرض سرچشمه گرفت که ترکیب ویژگی‌های مثبت PLA و ماهیت شیمیایی چسبندگی صدف ممکن است کلاس جدیدی از مواد را تولید کند. پروتئین‌های چسبنده صدف حاوی آمینو اسید DOPA هستند که خود یک سری مواد شیمیایی مورد نیاز برای تسهیل «اتصال عرضی» مولکول‌های پروتئین را داراست و مقاومت و چسبندگی را به ارمغان می‌آورد. محققان این مواد شیمیایی پیوندی پروتئین‌های صدف را با پلیمر PLA ترکیب کردند. این پلیمر می‌تواند از ذرت به دست آید. چسب حاصل با بهره گرفتن از شیمی ترکیباتی بنام catechol ها ساخته شد که در DOPA موجود هستند.

محققان این چسب‌ها را با اندازه‌گیری نیروی مورد نیاز برای جدا کردن صفحات فلزی و پلاستیکی متصل به یکدیگر آزمودند و دریافتند که به شکل مطلوبی با محصولات تجاری مختلف مبتنی بر نفت قابل مقایسه هستند. با این حال این چسب‌ها بر خلاف چسب‌های مصنوعی می‌توانند به راحتی به وسیله آب تجزیه شوند.

این سیستم جدید ممکن است ما را به سمت تولید مواد غیر سمی از منابع طبیعی هدایت کند که قابلیت بازگشت به اجزای تشکیل دهنده خود را داشته و در نتیجه قابلیت بازیافت محصولاتی که در اطراف ما وجود دارند را بهبود دهند.